ДЕЙСТВУЮЩАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ "СОЛНЦЕ - ЗЕМЛЯ - ЛУНА" Российский патент 2010 года по МПК G09B27/00 

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к области производства физических приборов для Министерства образования, а также может относиться к областям производств живых рекламных щитов, видеоклипов для образования и для ТВ, заставок для компьютера, детских игрушек-конструкторов, сувениров с рекламными щитами, календарей лунных и других, аттракционов для парков культуры и отдыха.

Известны два варианта действующей модели системы «Солнце-Земля-Луна» (последний из них называется «Теллурий»), которые не способны более точно копировать действий живой системы «Солнце-Земля-Луна», как этого делает и показывает заявленное изобретение.

Известна схема системы «Земля-Луна» из учебника «Физика, 8 класс» (1988 года).

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является модель системы "Солнце-Земля-Луна", включающая кронштейны, водило-радиус, электрический мотор-редуктор, связанный валом ременной передачи водила-радиуса системы "Земля-Луна, для вращения ее вокруг Солнца, ременно-сателитовые передачи, имеющие по одному сателлиту, шкивы которых прикреплены к основанию через водило-радиус, и две ременно-сателитовые передачи, расположенные на двух уровнях и обеспечивающие постоянный угол наклона оси Земли в сторону Полярной звезды (см. документ SU №1781696, кл. G09B 27/00, 1992).

Задача, на решение которой направлено изобретение, - повышение качества и уровня образования и культуры детей и взрослых людей в школах, на улицах, в домах, на аттракционах парков культуры и отдыха.

Техническим результатом изобретения является повышение точности моделирования движения системы «Солнце-Земля-Луна».

Указанный технический результат достигается тем, что действующая модель системы "Солнце-Земля-Луна", включает глобусы Земли и Луны, кронштейны, водила-радиусы, комбинированный редуктор, включающий съемную рукоятку или электрический мотор-редуктор, связанные с ведущим валом конической зубчатой передачи водило-радиуса системы "Земля-Луна, для вращения ее вокруг Солнца, коническую зубчатую передачу, при этом ременно-сателитовые передачи имеют по одному сателлиту, шкивы которых прикреплены к основанию через центр водила-радиуса, а сателлиты установлены на одной оси, причем в центре тяжести системы "Земля-Луна" расположен коленчатый вал с наклоненной осью системы "Земля-Луна", укрепленный в кривошипе под углом к эклиптике, обеспечивающий отклонение орбиты Луны от эклиптики посредством одной из ременно-сателитовых передач, при этом две другие ременно-сателитовые передачи расположены на двух уровнях и обеспечивают постоянный угол наклона оси Земли в сторону Полярной звезды, а четвертая ременно-сателитовая передача обеспечивает одновременное вращение системы "Земля-Луна" вокруг собственного центра тяжести и суточное вращение Земли вокруг наклонной оси с помощью пятой ременно-сателитовой и конической зубчатой передач, к основанию через рычаг прикреплен яйцеобразный кулачок орбиты движения Луны вокруг центра системы "Земля-Луна", направленный длинным радиусом в сторону Солнца, а к раздвижной части изменяемого радиуса орбиты Луны прикреплен ролик, копирующий изменение радиуса орбиты Луны вокруг центра системы "Земля-Луна" по кулачку орбиты Луны вокруг центра системы "Земля-Луна".

Заявленное изобретение помогает увидеть следующие действия живой системы «Солнце-Земля-Луна»:

1) обращение системы «Земля-Луна» вокруг Солнца;

2) вращение системы «Земля-Луна» вокруг собственного центра тяжести;

3) вращение или движение Земли вокруг пяти осей одновременно;

4) затмение Солнца;

5) затмение Луны;

6) отклонение орбиты Луны от эклиптики;

7) изменение радиуса орбиты Луны вокруг центра тяжести системы «Земля-Луна»;

8) сохранение 23,5 градусного наклона оси суточного вращения Земли в сторону Полярной звезды постоянно;

9) смена времен года: зима-весна-лето-осень;

10) смена дня и ночи;

11) вращение системы «Солнце-Земля-Луна» вокруг центра тяжести Галактики, это вращение можно увидеть тогда, когда учитель на руках вращает вокруг своей оси действующую модель системы «Солнце-Земля-Луна».

Изобретение поясняется фиг.1-3.

Краткое описание кинематической схемы действующей модели системы «Солнце-Земля-Луна».

В состав комбинированного редуктора входят следующие передачи:

1) прямая передача от съемной рукоятки автомобильного типа или

2) ременная передача от вала электрического мотора-редуктора к ведущему валу

3) конической зубчатой передачи водила-радиуса системы «Земля-Луна», которые сообща вращают систему «Земля-Луна» вокруг оси O₁;

4) ременно-сателлитовая передача с передаточным отношением 1:18, с помощью коленчатого вала, имеющего наклоненную ось системы «Земля-Луна», завернутую в кривошип под углом к эклиптике, обеспечивает отклонение орбиты Луны от эклиптики на 5 градусов 9 минут (совершает один оборот за 18,1 лет);

5) ременно-сателлитовая передача, с передаточным отношением 1:1 от оси O₁ к оси O₂ и

6) ременно-сателлитовая передача с передаточным отношением 1:1 от оси О₂ к оси O₅, расположенные на двух этажах и соединенные между собой промежуточным пустотелым валиком, сообща обеспечивают постоянный наклон оси O₄ в сторону Полярной звезды;

7) ременно-сателлитовая передача с передаточным отношением 12,38 от оси O₁ к оси О₃, во-первых, обеспечивает один оборот системы «Земля-Луна» вокруг оси О₃ за 29,5 суток, во-вторых, обеспечивает суточное вращение Земли вокруг наклоненной оси 04, с помощью

8) ременно-сателлитовой передачи от оси O₂ к оси О₅ и с помощью

9) конической зубчато-сателлитовой передачи от оси O₅ к оси O₄; но, к сожалению, передаточное отношение 29,5:1 в этих двух передачах заявленного изобретения трудно осуществимая задача, поэтому в этих двух передачах придется установить возможные передаточные отношения без ущерба изобретению;

10) прямая передача - рычаг, присоединяющий к оси O₁ основания кулачок орбиты Луны с помощью металлической проволоки прикрепляет к оси O₁ основания кулачок яйцеобразной орбиты Луны вокруг центра системы «Земля-Луна» (совместно со шкивом ременно-сателлитовой передачи суточного вращения Земли вокруг наклоненной оси O₄) длинным радиусом в сторону Солнца (ось O₁);

11) копирующий ролик, прикрепленный к раздвижной части изменяемого радиуса орбиты Луны вокруг центра системы «Земля-Луна», вращаясь по кулачку орбиты Луны, обеспечивает изменение радиуса орбиты Луны вокруг центра системы «Земля-Луна» с помощью пружины, соединяющей две части изменяемого радиуса орбиты Луны вокруг центра системы «Земля-Луна».

Ременно-сателлитовые редукторы, включенные в состав заявленного изобретения, от планетарного редуктора отличаются тем, что

1) роль общего корпуса комбинированного редуктора выполняют собранные в единую конструкцию основание, кронштейн, корпус конической зубчатой передачи, оси-валики, водилы-радиусы;

2) ролей неподвижных коронных шестерен планетарных редукторов выполняют ремни совместно со шкивами, прикрепленными к основанию через центр водила-радиуса;

3) в ременно-сателлитовой передаче коленчатого вала всего один шкив-сателлит-кривошип, на наклоненной оси которого вращаются одновременно, разными угловыми скоростями, разные стороны, еще два шкива-сателлита других ременно-сателлитовых передач;

4) две ременно-сателлитовые передачи - резиновые кольца - между осью O₁ и наклоненной осью О₃ работают в условиях постоянного изменения расстояния между осями в результате вращения вокруг оси О₂ коленчатого вала (с наклоненной осью системы «Земля-Луна», завернутой в кривошип под углом к эклиптике), предназначенного для обеспечения отклонения орбиты Луны от эклиптики.

Осуществление изобретения, с реализацией указанного заявителем назначения, возможно с помощью чертежей и деталей, приведенных на фигурах 1-3 и в кратком описании чертежей. Сборочные чертежи и детали помогут даже ребенку собрать действующую модель системы «Солнце-Земля-Луна» в детском конструкторе, где вместо глобусов Земли и Луны можно установить корзинки для кукол. А в действующей модели системы «Солнце-Земля-Луна» аттракциона парка культуры и отдыха вместо глобусов Земли и Луны можно установить кабины для посетителей. Вот тогда людей действительно будут кататься на «Луне».

Краткое описание чертежей.

В состав комбинированного редуктора входят следующие детали и передачи, которые, собранные в единую конструкцию, точнее копируют действий живой системы «Солнце-Земля-Луна».

Фигура 1. Узлы и детали комбинированного редуктора в сборе:

1) основание;

2) электромотор-редуктор со шкивом в сборе - 1-6 об/мин;

3.1)болт М8-2 шт.;

4.1) кронштейн;

5) рукоятка;

6) ведущий валик конической зубчатой передачи;

7.1) шкив;

7.2) шкив;

7.3) шкив;

7.4) шкив;

8) заклепка;

9.1) шестерня, ведущая конической передачи;

10.1) корпус редуктора конической зубчатой передачи;

11.1) шпилька М8;

12) шайба пружинная;

13.1) ремень - кольцо резиновое;

13.2) ремень - кольцо резиновое;

13.3) ремень - кольцо резиновое;

13.4) ремень - кольцо резиновое;

Примечание: Кольца резиновые - самое тонкое место комбинированного редуктора, поэтому собраны как рессоры автомобиля из нескольких «листов» резинки для белья и закреплены с помощью иголки и нитки; удобны, дешевы и всегда в наличии; можно собрать любого размера; ведь дети могут отрезать кольца резиновые назло учителю.

14.1) колесо зубчатое ведомое конической передачи;

4.2) кронштейн фонарика;

15.1) винт М4-2 шт.;

16.1) водило-радиус оси системы «Земля-Луна»;

17) ось-гайка М8;

18.1) гайка М8-2 шт.;

19) проволока ⌀ 2 мм;

20) фонарик карманный.

Фигура 2. Узлы и детали комбинированного редуктора в сборе:

19) проволока ⌀ 2 мм;

21) ролик копирующий;

3.2) болт с двумя гайками М5;

18.2) гайка М5-2 шт.;

22) радиус раздвижной (орбиты Луны);

4.3) кронштейн глобуса Луны;

18.3) гайка Мб-7 шт.;

23) шайба 0 6 мм-3 шт.;

24) глобус Луны;

11.2) шпилька М6;

11.3) шпилька М6;

11.4) шпилька М6;

11.5) шпилька М6;

11.6.1) шпилька пустотелая M10;

11.6.2) шпилька пустотелая M14;

3.3) болт с двумя гайками, М4;

25) пружина;

15.2) винт М4;

7.5.1) шкив-гайка М10;

7.5.2) шкив-кривошип-гайка М6;

7.5.3) шкив-гайка M14;

7.5.4) шкив-гайка М6;

7.6.) шкив;

15.3) винт М3;

26) щит рекламный;

27.1) подшипник скользящий ⌀ 6 мм;

27.2) подшипник скользящий ⌀ 10 мм;

27.3) подшипник скользящий ⌀ 6 мм;

16.1) водило-радиус оси системы «Земля-Луна» вокруг Солнца;

16.2) водило-радус - двухплечивый рычаг системы «Земля-Луна»;

16.3) водило-радиус глобуса Земли;

28) подкладка;

14.2) колесо зубчатое коническое;

29.1) ремень - кольцо резиновое;

29.2) ремень - кольцо резиновое;

29.3) ремень - кольцо резиновое;

29.4) ремень - кольцо резиновое;

29.5) ремень - кольцо резиновое;

30) кулачок орбиты Луны;

11.6.3) шпилька пустотелая;

9.2) шестерня ведомая;

32) глобус Земли.

Фигура 3. Схема кинематическая комбинированного редуктора:

33) передача ременная;

34.1) передача прямая - рукоятка;

34.2) передача прямая - проволока;

35.1) передача зубчатая коническая;

36.1) передача ременно-сателлитовая;

36.2) передача ременно-сателлитовая;

36.3) передача ременно-сателлитовая;

36.4) передача ременно-сателлитовая;

36.5) передача ременно-сателлитовая;

37) передача зубчато-сателлитовая;

38) ролик копирующий раздвижного радиуса Луны.

Изобретение относится к области образования. Модель системы включает глобусы Земли и Луны. В центре тяжести системы "Земля-Луна" расположен коленчатый вал с наклоненной осью системы "Земля-Луна". Коленчатый вал укреплен в кривошипе под углом к эклиптике и обеспечивает отклонение орбиты Луны от эклиптики посредством одной из ременно-сателитовых передач. Две другие ременно-сателитовые передачи расположены на двух уровнях и обеспечивают постоянный угол наклона оси Земли в сторону Полярной звезды. Четвертая ременно-сателитовая передача обеспечивает одновременное вращение системы "Земля-Луна" вокруг собственного центра тяжести и суточное вращение Земли вокруг наклонной оси с помощью пятой ременно-сателитовой и конической зубчатой передач. К основанию через рычаг прикреплен яйцеобразный кулачок орбиты движения Луны вокруг центра системы "Земля-Луна", направленный длинным радиусом в сторону Солнца. К раздвижной части изменяемого радиуса орбиты Луны прикреплен ролик, копирующий изменение радиуса орбиты Луны вокруг центра системы "Земля-Луна" по кулачку орбиты Луны вокруг центра системы "Земля-Луна". 3 ил.

Действующая модель системы "Солнце - Земля - Луна", включающая глобусы Земли и Луны, кронштейны, водила-радиусы, комбинированный редуктор, включающий съемную рукоятку или электрический мотор-редуктор, связанные с ведущим валом конической зубчатой передачи водило-радиуса системы "Земля - Луна" для вращения ее вокруг Солнца, коническую зубчатую передачу, при этом ременно-сателлитовые передачи имеют по одному сателлиту, шкивы которых прикреплены к основанию через центр водило-радиуса, а сателлиты установлены на одной оси, причем в центре тяжести системы "Земля - Луна" расположен коленчатый вал с наклоненной осью системы "Земля - Луна", укрепленный в кривошипе под углом к эклиптике, обеспечивающий отклонение орбиты Луны от эклиптики посредством одной из ременно-сателлитовых передач, при этом две другие ременно-сателлитовые передачи расположены на двух уровнях и обеспечивают постоянный угол наклона оси Земли в сторону Полярной звезды, а четвертая ременно-сателлитовая передача обеспечивает одновременное вращение системы "Земля - Луна" вокруг собственного центра тяжести и суточное вращение Земли вокруг наклонной оси с помощью пятой ременно-сателлитовой и конической зубчатой передач, к основанию через рычаг прикреплен яйцеобразный кулачок орбиты движения Луны вокруг центра системы "Земля - Луна", направленный длинным радиусом в сторону Солнца, а к раздвижной части изменяемого радиуса орбиты Луны прикреплен ролик, копирующий изменение радиуса орбиты Луны вокруг центра системы "Земля - Луна" по кулачку орбиты Луны вокруг центра системы "Земля - Луна".